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變壓器油介損增大的原因分析和處理方法

2013年08月21日 08:44:06人氣:5419來源:重慶環(huán)潤(rùn)機(jī)械有限公司

  一、原因分析
  
  變壓器油在電場(chǎng)作用下引起的能量損耗,稱為油的介質(zhì)損耗,通常在規(guī)定的條件下測(cè)量變壓器油的損耗,并以介質(zhì)損失角正切tgδ表示。測(cè)量絕緣油的介質(zhì)損失角正切,能靈敏地反映絕緣油在電場(chǎng)、氧化、日照、高溫等因素作用下的老化程度,也能靈敏地發(fā)現(xiàn)絕緣油中含有水分、或混入其他雜質(zhì)時(shí),所生成的極性雜質(zhì)和帶電膠體物質(zhì)逐漸增多等現(xiàn)象。因此,絕緣油的tgδ試驗(yàn)是一項(xiàng)重要的電氣特性試驗(yàn)。變壓器油的介質(zhì)損耗可以用下式表示:
  
  tgδ=1.8×1012γ/εf
  
  式中γ—體積電導(dǎo)系數(shù);
  
  ε—介質(zhì)常數(shù);
  
  f—電場(chǎng)頻率。
  
  由上式可知,油的介質(zhì)損耗因數(shù)正比于電導(dǎo)系數(shù)γ,因此分析油介損超標(biāo)或有大的增長(zhǎng)趨勢(shì)的原因,也應(yīng)主要從分析絕緣油的電導(dǎo)系數(shù)γ變化情況入手。
  
  1.1油中浸入溶膠雜質(zhì)
  
  變壓器在出廠前殘油或固體絕緣材料中存在著溶膠雜質(zhì),在安裝過程中可能再一次浸入溶膠雜質(zhì)(如采用了黑色橡膠管等),在運(yùn)行中還可能產(chǎn)生溶膠雜質(zhì)。根據(jù)調(diào)查,原變壓器油運(yùn)行一段時(shí)間以后出現(xiàn)油介損增大的原因,主要是由于變壓器原油生產(chǎn)廠家對(duì)油品的管理混亂,變壓器殘油回收利用不當(dāng),致使含有溶膠雜質(zhì)的變壓器殘油混入變壓器原油中。油中存在溶膠后,引起電導(dǎo)系數(shù)可能超過介質(zhì)正常電導(dǎo)的幾倍或幾十倍,從而導(dǎo)致油tgδ值增大。
  
  1.2油質(zhì)老化程度較深
  
  油質(zhì)老化將引起油中酸值的增大、油的粘度減小、界面張力的減小等。但目前油介損偏大的變壓器,絕大多數(shù)是運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)的變壓器,由老化引起油介損升高比較少見。
  
  1.3油被微生物細(xì)菌感染
  
  微生物細(xì)菌感染主要是在安裝和大修中蒼蠅、蚊子和細(xì)菌類生物浸入所造成的。由于污染所致,在油中含有水、空氣、炭化物、有機(jī)物、各種礦物質(zhì)及微細(xì)量元素,因而構(gòu)成了菌類生物生長(zhǎng)、代謝、繁殖的基礎(chǔ)條件。變壓器運(yùn)行時(shí)的油溫,適合這些微生物的生長(zhǎng),故溫度對(duì)油中微生物的生長(zhǎng)及油的性能影響很大,一般冬季的介質(zhì)損耗因數(shù)比較穩(wěn)定。由于微生物都含有豐富的蛋白質(zhì)其本身就有膠體性質(zhì),因此,微生物對(duì)油的污染實(shí)際是一種微生物膠體的污染,而微生物膠體都帶有電荷,影響油的電導(dǎo)增大,所以電導(dǎo)損耗也增大。判斷變壓器油介損增大是否是由于這種原因而引起,可以通過油中的生物化驗(yàn)來確定。油溫在50~70℃范圍內(nèi)運(yùn)行,介損相對(duì)增加比較快。
  
  1.4油的含水量增加引起介質(zhì)損耗因數(shù)增大
  
  對(duì)于純凈的油來說,當(dāng)油中含水量較低(如30~40μg/L)時(shí),對(duì)油的tgδ值的影響不大,只是當(dāng)油中含水量較高時(shí)才有十分顯著的影響,如圖1所示。當(dāng)油中含水量大于60μg/L時(shí),其介質(zhì)損耗因數(shù)急劇增加。
  
  1.5變壓器結(jié)構(gòu)上的原因
  
  從變壓器制造結(jié)構(gòu)上分析,目前有的變壓器制造廠家取消了凈油器(熱虹吸器),從變壓器減少滲漏油角度考慮,減少了滲漏油點(diǎn)。盡管目前變壓器油是通過油枕內(nèi)的膠囊或隔膜與外界空氣是隔絕的,可以說是全密封變壓器,但是筆者認(rèn)為取消凈油器(熱虹吸器),對(duì)變壓器油介損的增大有一定的影響,或者說變壓器上裝有凈油器(熱虹吸器)更有利于絕緣油質(zhì)量的穩(wěn)定,可以在變壓器運(yùn)行過程中“吸出”絕緣內(nèi)部水分,改善絕緣的電氣性能,從而減緩了絕緣中水分的增加。因此,對(duì)沒有安裝凈油器(熱虹吸器)的變壓器油介損增大,這可能是其中一個(gè)原因之一。
  
  1.6變壓器生產(chǎn)工藝上的原因
  
  目前有些互感器介損超標(biāo)或增大,有一個(gè)很重要的原因,是因?yàn)橛行┲圃鞆S家為了縮短絕緣件的干燥時(shí)間和刻意減小互感器出廠時(shí)的介損值,在工藝上通過提高干燥溫度(一般情況下干燥溫度為110℃,但有些廠家干燥溫度提高到150℃左右)的方法,這樣雖然去掉了絕緣件中的凝聚水和吸附水,但同時(shí)也損傷了絕緣件的化學(xué)成分,運(yùn)行一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)油介損增大,而且這種原因引起的油介損增大,很難處理。目前變壓器制造廠家對(duì)絕緣件的處理是否也采取了刻意提高干燥溫度的工藝,至今沒有得到證實(shí),因此也無法判斷變壓器油介損增大是否由此原因而引起,這需要我們?cè)谧儔浩鞅O(jiān)制階段對(duì)變壓器干燥工藝特別留意。如果真是由于變壓器內(nèi)絕緣件的化學(xué)成分被損傷而引起變壓油介損增大,那只能返廠處理。
  
  二、變壓器油的再生處理
  
  再生處理是指物理—化學(xué)或化學(xué)方法除去油中的有害物質(zhì),恢復(fù)或改善油的理化指標(biāo)。由重慶環(huán)潤(rùn)機(jī)械公司生產(chǎn)的ZLR系列變壓器油再生濾油機(jī),可恢復(fù)油品的各項(xiàng)理化指標(biāo)。再生處理的常用方法有:吸附劑法和硫酸—白土法。吸附劑法適合于處理劣化程度較輕的油;硫酸—白土法適合于處理劣化程度較重的油。吸附劑法又可以分為接觸法和滲濾法,接觸法系采用粉狀吸附劑(如白土、801吸附劑等)和油在攪拌接觸方式下再生;而滲濾法即強(qiáng)迫油通過裝有顆粒狀吸附劑(如硅膠、顆粒白土、活化氧化鋁等)的凈化器,進(jìn)行滲濾再生處理,這也是我們通常采用的方法。
  
  在實(shí)際生產(chǎn)和運(yùn)行中,常遇到下列情況:油經(jīng)真空、過濾、凈化處理后,油的含水量很小,而油的介質(zhì)損耗因數(shù)值較高。這是因?yàn)橛偷慕橘|(zhì)損耗因數(shù)不僅與含水量有關(guān),而且與許多因數(shù)有關(guān)。從前述的分析中我們可以發(fā)現(xiàn),大多數(shù)變壓器油介質(zhì)損耗因數(shù)增大的原因是油中可溶性極性質(zhì)質(zhì)(如溶膠等)增加所致。對(duì)于溶膠粒子,其直徑在10-9~10-7m之間,能通過濾紙,所以經(jīng)二級(jí)真空濾油機(jī)處理其介質(zhì)損耗因數(shù)不能達(dá)到目的,因此處理由這種原因引起的油介損增大問題,通常采用滲濾法再生處理可以得到良好的效果。
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